Содержание к диссертации
Введение 5
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ БУРЕНРІЯ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ
ТОКСИЧНОСТИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ИСПОЛЬЗОВА
НИЕМ ТЕСТ-ОРГАНИЗМОВ 9
-
Физико-химические свойства буровых шламов и их компонентов. Влияние буровых шламов на окружающую природную среду 9
-
Основные методы, используемые для выявления характера токсичности загрязнений 11
-
Биотестирование объектов окружающей среды
с использованием водорослей 16
-
Экологическое значение водорослей различных местообитаний 25
-
Влияние отходов бурения и химре
...ZIMATO-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ 35
3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
3.1.Характеристика исследуемых буровых шламов и химических
реагентов 38
-
Описание биотестов и методики по их использованию 44
-
Биотестирование с использованием водорослевых сообществ 58
-
Биотестирование с использованием проростков растений 63
-
Обработка результатов эксперимента 64
4. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 66
4.1. Культивирование водорослевых сообществ из
естественных местообитаний Сургутского района 66
-
Биотестирование буровых шламов с использованием сообществ одноклеточных планктонных водорослей 69
-
Биотестирование буровых шламов с использованием водорослевых сообществ почвы 104
-
Биотестирование буровых шламов с использованием водоросли Euglenaacus (метод прямого счета) 116
-
Биотестирование буровых шламов с использованием водорослей планктона и почвы 120
-
По определению оптической плотности водорослевой суспензии 120
-
По определению рН водорослевой суспензии 122
4.6. Биотестирование буровых шламов с использованием проростков
культурных растений по интегральным параметрам роста и развития 126
-
Биотестирование буровых шламов и химических реагентов с использованием кресс-салата 126
-
Биотестирование буровых шламов и химических реагентов с использованием редиса 128
5. Пространственное распределение загрязняющих веществ в районах разработки нефтяных месторождений. Анализ возможных последствий загрязнения
для окружающей среды 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 147
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 150
Использованные литературные источники 151
ПРИЛОЖЕНИЯ 175
Список аббревиатур и сокращений:
БШ — буровой шлам
ХР - химический реагент
БСВ - буровые сточные воды
ВВБШ - водные вытяжки буровых шламов
ВРХ - водные растворы химреагентов
ХМАО - Ханты-Мансийский автономный округ
КВВБШ - концентрированные водные вытяжки буровых шламов
КВРХ — концентрированные водные растворы химреагентов
РВВБШ - разбавленные водные вытяжки буровых шламов
РВРХ — разбавленные водные растворы химреагентов
КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза
ЛИВ - лимитирующий показатель вредности
НТФ - нитрилтриметилфосфоновая кислота
СРЖН - рыбий жир, сульфированный нейтральный
ПДКп — предельно-допустимая концентрация вещества для почвы
ОДК - ориентировочно допустимая концентрация вещества
Lk- длина корня
М- масса проростка
Lp- длина проростка
V - всхожесть
В - индекс биоразнообразия
Введение к работе
Актуальность проблемы
В условиях растущего антропогенного воздействия на природу остро встаёт не только вопрос охраны за здоровья человека и сохранение природной среды, но и более сложный вопрос - о стратегии этой борьбы, об оптимальных возможностях использования ресурсов биосферы. Для сохранения биологических ресурсов важно научно определить режимы их использования, обеспечить сохранение высокого качества как биосферы в целом, так и всех её составных систем.
Производственная деятельность предприятий нефтяной и газовой промышленности, обеспечивающих добычу, транспортировку и переработку углеводородного сырья, является фактором мощного антропогенного воздействия на окружающую природную среду. В силу специфики работ в нефтегазовой промышленности образуются значительные объёмы загрязнений, одними из которых являются буровые шламы (БШ), оказывающие негативное воздействие на природную среду. БШ, вследствие сложности своего химического постоянно меняющегося состава, являются, и будут являться объектом научных исследований. Постоянное изучение опасных свойств БШ для окружающей среды необходимо по ряду причин, главная из которых -постоянное совершенствование технологий бурения нефтяных скважин, использование новых химических реагентов (ХР) и аналогов ранее использованных реагентов для приготовления буровых растворов. Немаловажной причиной является также постоянное увеличение техногенной нагрузки на естественные местообитания в результате производственной деятельности, в связи, с чем изменяется реакция биологических сообществ. Увеличение загрязнённости, особенно поступление в естественные биогеоценозы лабильных органических соединений и биогенных элементов, стимулирует развитие рудеральных видов, развитие сапрофитной микрофлоры, одновременно снижая видовое разнообразие в сообществах. В связи с этим
6 особую значимость приобретают разнообразные виды контроля за состоянием окружающей среды (О.Н. Дубинина, 1999).
Оценка состояния окружающей среды возможна при использовании физических, химических, физико-химических и биологических методов. Применение физических, химических и физико-химических методов обычно характеризуется технической сложностью, использованием дорогостоящих реактивов. Экспресс-методы, как правило, мало эффективны. Использование одноклеточных водорослей в качестве моделей и тест-объектов для изучения действия загрязняющих веществ на экосистемы целым рядом ученых (С.С. Баринова, Л.А. Медведева, 1996; Е.Ф. Сороколетова и др., 2000) считается перспективным. При этом следует учитывать, что изучение токсического действия химических веществ на отдельные виды организмов без учёта межвидовых взаимодействий в экосистеме не в полной мере отражает истинную картину токсикогенеза. В связи с этим, актуальным является использование сообществ одноклеточных водорослей различных местообитаний для получения достоверной и интегрированной информации о состоянии окружающей среды.
Цель работы; исследовать возможности использования природных водорослевых сообществ водоемов и почв Сургутского района в качестве тест-систем при оценке токсичности буровых шламов и химических реагентов.
Задачи исследования:
1.Оценить индикаторные свойства водорослевых сообществ различного происхождения при биотестировании.
2.С помощью исследуемых водорослевых сообществ и высших растений дать сравнительную оценку токсичности буровых шламов и химических реагентов. 3.У становить возможность использования водорослевых сообществ в качестве тест-систем при оценке токсичности буровых шламов и химических реагентов. 4.На основе полученных результатов провести анализ возможных последствий от поступления в окружающую среду буровых шламов и химических реагентов.
5. Определить виды водорослей из естественных местообитаний, подходящих для индикации загрязнений окружающей среды буровым шламом и для биодеградации бурового шлама в траншеях. Основные положения, выносимые на защиту:
Объективное определение токсичных свойств растворимых компонентов буровых шламов и химических реагентов возможно при использовании тест-систем.
Водорослевые сообщества Сургутского района различных местообитаний обладают высокой чувствительностью к загрязнению растворимыми компонентами буровых шламов и химических реагентов.
Доминирующие виды водорослей в сообществах способны адаптироваться к загрязнению растворимыми компонентами буровых шламов и химических реагентов, обладают высокой интенсивностью прироста и способствуют биодеградации шламов.
Низкорезистентные к загрязнению растворимыми компонентами буровых шламов и химических реагентов виды водорослей в сообществах являются хорошими индикаторами токсичности.
Научная новизна работы:
Впервые проведены исследования токсичности буровых шламов и химических реагентов с использованием тест-систем - сообществ одноклеточных водорослей различных местообитаний Сургутского района. Дана сравнительная качественно-количественная характеристика фитопланктона и почвенных водорослей как тест-систем при оценке токсичности буровых шламов и химических реагентов. Выявлены высоко - и низкотолерантные виды водорослей по отношению к действию буровых шламов и химических реагентов.
Практическая значимость работы:
1. Определена возможность по использованию водорослевых сообществ при биотестировании.
Результаты экспериментов по изучению воздействия буровых шламов на водорослевые сообщества, полученные в лабораторных условиях, были подтверждены наблюдениями за развитием водорослевых сообществ, искусственно культивируемых в траншеях для бурового шлама в летний период.
Выращивание водорослей в траншеях для буровых шламов рекомендовано в качестве подготовительного этапа к лесной рекультивации на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз».
Материалы исследования используются в учебном процессе на кафедре экологии Сургутского государственного университета.
Апробация работы
Материалы диссертации докладывались на Первой международной научной конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере». (Сургут, 2002г.), на Второй и Третьей международных научно-практических конференциях «Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2002г., 2003г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ в материалах международных конференций, сборниках научных трудов.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах машинописного текста, из которых основной текст представлен на 102 страницах. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 52 рисунками и 37 таблицами. Библиографический указатель содержит 224 источника, из них 165 отечественных и 59 зарубежных.
